Разлика между трансформацията на Лоренц и трансформацията на Галилей

Лоренц Трансформация срещу галилейски Трансформация
 

Набор от координатни оси, които могат да се използват за посочване на позицията, ориентацията и други свойства, се използва, когато се описва движението на даден обект. Такава координатна система се нарича референтна рамка.

Тъй като различните наблюдатели могат да използват различни референтни рамки, трябва да има начин да се трансформират наблюденията, направени от една референтна рамка, така че да отговарят на друга референтна рамка. Галилеевата трансформация и Лоренцовата трансформация са и двата такива начина на трансформиране на наблюденията. Но и двете могат да се използват само за референтни рамки, които се движат с постоянни скорости една спрямо друга.

Какво е Галилея трансформация?

Галилеевите трансформации се използват в Нютоновата физика. В нютоновата физика се приема, че съществува универсална цялост, наречена „време“, която е независима от наблюдателя.

Да приемем, че има два препратки С(x, y, z, t)и С' (x ', y', z ', t')от които С е в покой и С' се движи с постоянна скорост V по посока на х-ос на рамката С. Сега приемете, че събитие се случва в точката P, която в координатата пространство-време (X, Y, Z, т) по отношение на рамката С. Тогава преобразуването на Галилей дава позицията на събитието, наблюдавана от наблюдател в кадър С'. Да приемем координатата пространство-време по отношение на С' е (X ', Y', Z ', т') тогава X '= х - VT, Y '= Y, z '= z и t' = t. Това е Галилейската трансформация.

Разграничавайки ги по отношение на T' получават се уравненията на преобразуване на скоростта на Галилей. ако ф = (ф_х,ф_ш,ф_Z) е скоростта на даден обект, наблюдавана от наблюдател в С тогава скоростта на същия обект, наблюдавана от наблюдател в С' се дава от ф "= (ф_х", Ф_ш", Ф_Z")където  ф_х" = ф_х- V,ф_ш" = ф_ш иф_Z" = ф_Z. Интересно е да се отбележи, че при галилейските трансформации ускорението е инвариантно; т.е. ускорението на даден обект е наблюдавано, за да бъде еднакво от всички наблюдатели.

Какво е Лоренцова трансформация?

Лоренцовите трансформации се използват в специалната относителност и релативистка динамика. Галилеевите трансформации не прогнозират точни резултати, когато телата се движат със скорост, по-близка до скоростта на светлината. Следователно, преобразуванията на Лоренц се използват, когато телата пътуват с такава скорост.

Сега помислете за двата кадъра в предишния раздел. Уравненията за трансформация на Лоренц за двамата наблюдатели са X '=γ (x- VT), Y '= Y, z '= z и t' =γ (T - VX/° С²) където ° С е скоростта на светлината и γ = 1 / √ (1 - V²/° С²). Забележете, че според тази трансформация няма универсално количество като време, тъй като то зависи от скоростта на наблюдателя. В резултат на това наблюдатели, пътуващи с различна скорост, ще измерват различни разстояния, различни интервали от време и ще наблюдават различен ред на събитията.